JP6094555B2

JP6094555B2 - オイル除去装置

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Publication number: JP6094555B2
Application number: JP2014203944A
Authority: JP
Inventors: 直希竹内
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-10-02
Filing date: 2014-10-02
Publication date: 2017-03-15
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Also published as: CN105484827A; EP3002428B1; US20160097352A1; EP3002428A1; CN105484827B; JP2016075154A; US9850860B2

Description

本発明は、内燃機関のブローバイガスに含まれるオイル粒子（オイルミスト）を除去するオイル除去装置に関する。

従来、内燃機関において、ブローバイガス通路を通してクランクケースから吸気系にブローバイガスを還流させる技術が知られている。ブローバイガス通路には、ブローバイガスに含まれるオイル粒子を除去するオイル除去装置が設けられている。例えば、特許文献１には、パルス駆動される高電圧コロナ放電電極によって作り出される電界内にイオン化されたオイルミストを集めるコレクタ電極を有する静電式集塵器が開示されている。

また、特許文献２には、エンジンオイルに含まれる微粒子物質を除去する静電浄化装置が開示されている。この静電浄化装置は、電極間に絶縁性フィルタを設けた構造を有している。

また、非特許文献１には、クリーンルームのクリーンエレベータに用いられる微粒子除去ユニットが開示されている。この除去ユニットは、主にオイルに由来すると考えられる微粒子を誘電フィルタ方式により除去するものである。この除去ユニットは、平行平板電極の正極と負極との間に誘電体繊維層の不織布を充填した構造を有している。そして、電極に電圧を印加することで不織布において誘電分極を生じさせ、帯電粒子に働くクーロン力に加えて、繊維と微粒子との間に働く誘電分極力を利用して微粒子を不織布に捕集する。

特開２００５−３３４８７６号公報特開昭６１−１３３１５５号公報

日本エアロゾル学会，ｖｏｌ．１４Ｎｏ．４，３３８−３４７（１９９９）

内燃機関のブローバイガス通路を流れるブローバイガスに含まれるオイル粒子を除去するオイル除去装置にフィルタの誘電分極を利用した方式を採用した場合、オイル除去装置は、ブローバイガスの流れ方向に延びる正極と負極との間に絶縁体で形成されたフィルタが配置された構成となる。このような構成では、電極に電圧が印加されることでフィルタにおいて誘電分極が生じ、フィルタ内を流れるオイル粒子に誘電分極力が作用する。また、ブローバイガスに含まれるオイル粒子の多くは帯電しており、電極に電圧が印加されると、帯電しているオイル粒子には誘電分極力に加えてクーロン力が作用する。その結果、オイル粒子がフィルタに捕集され、ブローバイガスからオイル粒子が除去される。

ここで、ブローバイガスには水分が含まれている。そのため、オイル除去装置内において、ブローバイガス中の水分が凝縮することで凝縮水が生成される場合がある。上記のような構成のオイル除去装置内において凝縮水が生成されると、該凝縮水がフィルタ内で拡がることで電極間が導通する虞がある。凝縮水によって電極間が導通すると、消費電力の
増加を招くことになる。

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、正極と負極との間に配置されたフィルタにオイル粒子を捕集するオイル除去装置において、凝縮水によって電極間が導通することを抑制することである。

本発明は、オイル除去装置において、電極とフィルタとの間又はフィルタ中に、絶縁性を有し且つ凝縮水が電極の正極から負極まで繋がることを阻害する絶縁層を設けるものである。

より詳しくは、本発明に係るオイル除去装置は、
内燃機関のブローバイガス通路を流れるブローバイガスに含まれるオイル粒子を除去するオイル除去装置であって、
ブローバイガスの流れ方向に延びる正極と負極とを有する電極と、
前記電極へ電圧を印加する電圧印加部と、
前記電極の正極と負極との間に配置され、前記電圧印加部によって前記電極へ電圧が印加されると誘電分極が生じるフィルタと、
前記電極の正極若しくは負極の少なくともいずれか一方と前記フィルタとの間、又は、前記フィルタ中に挟み込まれており、ブローバイガスの流れ方向に延びる層であって、絶縁性を有するとともに、ブローバイガス中の水分が凝縮することで生成される凝縮水が前記電極の正極から負極まで繋がることを阻害する絶縁層と、を備える。

本発明においては、電極の正極若しくは負極とフィルタとの間、又は、フィルタ中に、該フィルタとは異なる絶縁層が設けられている。そして、この絶縁層が、凝縮水が電極の正極から負極まで繋がることを阻害する構成となっている。そのため、フィルタ内において凝縮水が拡がったとしても、電極間における凝縮水の繋がりが絶縁層によって遮断されることになる。したがって、本発明によれば、凝縮水によって電極間が導通することを抑制することができる。

本発明においては、オイル除去装置が車両に搭載された際に、電極の正極と負極とが重力方向に並んで配置されてもよい。この場合も、フィルタは正極と負極との間に配置される。そして、この場合、前記絶縁層は、正極又は負極とフィルタとの間に位置し、ブローバイガスが流れる空間によって形成される空間層であってもよい。または、フィルタが電極の正極側と負極側とに分割された構成となっており、前記絶縁層が、正極側のフィルタと負極側のフィルタとの間に位置し、ブローバイガスが流れる空間よって形成される空間層であってもよい。これらのような構成の場合、フィルタ内において凝縮水が拡がったとしても、該凝縮水の拡がりが電極までは達しないことになる。また、オイル除去装置が車両に搭載された状態では、空間層において、水滴となった凝縮水が重力方向の上方から下方に落下する場合があるが、この場合でも凝縮水の水滴が空間層中に留まることはない。そのため、電極間における凝縮水の繋がりが該空間層によって阻害されることになる。したがって、凝縮水によって電極間が導通することを空間層によって抑制することができる。

また、上記構成の場合、フィルタは繊維質フィルタであってもよい。そして、繊維質フィルタを形成する繊維の表面に撥水処理が施されていてもよい。この場合、フィルタを形成する繊維の表面において凝縮水が水滴となり易くなり、該繊維に凝縮水が浸み込み難くなる。そのため、フィルタ内において凝縮水が拡がり難くなる。また、水滴となった凝縮水は重力方向の下方に落下し易い。したがって、本構成によれば、フィルタ内において凝縮水が繋がり難くなる。よって、凝縮水によって電極間が導通することをより抑制するこ
とができる。

また、上記構成において、空間層が、電極の正極又は負極のうち、オイル除去装置が車両に搭載された際にフィルタに対して重力方向の下方に位置する電極である下方電極と、フィルタとの間に形成されている場合、下方電極における空間層と接する面に親水処理が施されていてもよい。これによれば、下方電極上に落下した凝縮水の水滴が、該下方電極上では水滴状に維持され難くなり、該下方電極の表面上に薄く拡がり易くなる。そのため、空間層の厚さをより小さくしても、凝縮水による電極間の導通を抑制することが可能となる。そして、空間層の厚さをより小さくすることで、オイル除去装置におけるオイル粒子の捕集率（オイル粒子の流入量に対するオイル粒子の捕集量の割合）の低下を抑制することができる。

本発明においては、前記絶縁層は、絶縁体によって形成され、フィルタよりも透水性が低い遮水層であってもよい。このような構成の場合、遮水層には凝縮水が侵入し難い。そのため、フィルタ内において凝縮水が拡がったとしても、電極間における凝縮水の繋がりが遮水層によって阻害されることになる。したがって、凝縮水によって電極間が導通することを遮水層によって抑制することができる。また、当該構成の場合、電極に電圧が印加されると、遮水層においても誘電分極が生じる。そのため、絶縁層として遮水層を設けたとしても、オイル粒子の捕集率の低下を招き難い。

上記構成の場合、遮水層を、ブローバイガスの流れ方向に延びる平板上の遮水板によって形成してもよい。また、遮水層は、電極の表面を覆うコート層であってもよい。この場合、透水性が低い絶縁材によって電極の表面をコーティングすることで、遮水層を形成することができる。

本発明によれば、正極と負極との間に配置されたフィルタにオイル粒子を捕集するオイル除去装置において、凝縮水によって電極間が導通することを抑制することができる。

実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成を示す図である。実施例１に係るオイル除去装置の概略構成を示す図である。オイル除去装置におけるオイル粒子の捕集率を示す図である。実施例１の変形例に係るオイル除去装置の概略構成を示す図である。実施例１およびその変形例に係る下方電極上の凝縮水の様子を示すイメージ図である。実施例２に係るオイル除去装置の概略構成を示す図である。実施例２の変形例に係るオイル除去装置における電極の配置を示す図である。実施例２の変形例に係るオイル除去装置の概略構成を示す図である。

以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

＜実施例１＞
本発明に係るオイル除去装置をディーゼルエンジンに適用した場合の実施例について説明する。なお、本発明に係るオイル除去装置は、ディーゼルエンジンのみならず、ガソリンエンジン等、オイル（潤滑油）を用いる他のエンジンにも採用することもできる。

［内燃機関およびその吸排気系の構成］
図１は、本実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成を示している。内燃機関１は、車両搭載用のディーゼルエンジンである。内燃機関１には、吸気通路２および排気通路３が接続されている。吸気通路２の途中には、ターボチャージャ４のコンプレッサ４ａが設けられている。排気通路３の途中には、ターボチャージャ４のタービン４ｂが設けられている。

内燃機関１には電子制御ユニット（ＥＣＵ）１０が併設されている。ＥＣＵ１０には、クランクポジションセンサ１１およびアクセル開度センサ１２が電気的に接続されている。クランクポジションセンサ１１は、内燃機関１の出力軸（クランクシャフト）の回転位置を検知する。アクセル開度センサ１２は、内燃機関１を搭載した車両のアクセル開度を検知する。そして、これらのセンサの出力信号がＥＣＵ１０に入力される。ＥＣＵ１０は、アクセル開度センサ１２の出力値に基づいて内燃機関１の機関負荷を算出する。また、ＥＣＵ１０は、クランクポジションセンサ１１の出力値に基づいて内燃機関１の機関回転速度を算出する。

また、内燃機関１はブローバイガス通路５が設けられている。ブローバイガス通路５の一端は内燃機関１のクランクケースに連通している。このブローバイガス通路５は内燃機関１のシリンダヘッドカバー内を通って延び、その他端が吸気通路２のコンプレッサ４ａより上流側に接続されている。このブローバイガス通路５を通してクランクケースから吸気通路２へブローバイガスが還流される。

ブローバイガスには、内燃機関１においてオイルが飛散することで生じるオイル粒子（オイルミスト）が含まれている。そのため、内燃機関１のシリンダヘッド内のブローバイガス通路５には、このブローバイガス中のオイル粒子を除去するためのオイル除去装置６が設けられている。

［オイル除去装置の構成］
図２は、本実施例に係るオイル除去装置の概略構成を示す図である。なお、図２における上下は、オイル除去装置６が車両に搭載された際の重力方向の上下である。また、図２において、白抜き矢印はブローバイガスの流れを表している。

オイル除去装置６のケース６４内には第一電極６１、第二電極６２、およびフィルタ６３が設けられている。ケース６４のガス入口６４ａには上流側（クランクケース側）のブローバイガス通路５ａが接続されている。該ガス入口６４ａを通ってブローバイガス通路５ａからケース６４内にブローバイガスが流入する。ケース６４のガス出口６４ｂには下流側（吸気通路側）のブローバイガス通路５ｂが接続されている。該ガス出口６４ｂを通ってケース６４からブローバイガス通路５ｂにブローバイガスが流出する。

第一電極６１は、ブローバイガスの流れ方向に延びる正極６１ａと負極６１ｂとを有する平行平板電極である。第二電極６２は、第一電極６１の正極６１ａと負極６１ｂとの間に設けられており、ブローバイガスの流れ方向に延びる正極６２ａと負極６２ｂとを有する平行平板電極である。また、オイル除去装置６が車両に搭載された際には、第一電極６１の正極６１ａおよび負極６１ｂと、第二電極６２の正極６２ａおよび負極６２ｂとは重力方向に並んで配置される。また、第二電極６２の正極６２ａは第一電極６１の負極６１ｂ側に位置しており、第二電極６２の負極６２ｂは第一電極６１の正極６１ａ側に位置している。つまり、第二電極６２の正極６２ａと負極６２ｂとが互いに対向し、第一電極６１の正極６１ａと第二電極６２の負極６２ｂとが互いに対向し、第一電極６１の負極６１ｂと第二電極６２の正極６２ａとが互いに対向するように各電極が配置されている。

フィルタ６３は、第一電極６１の正極６１ａと第二電極６２の負極６２ｂとの間、第二電極６２の負極６２ｂと第二電極６２の正極６２ａとの間、および、第二電極６２の正極６２ａと第一電極６１の負極６１ｂとの間に設けられている。該フィルタ６３はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やガラス繊維等の絶縁性の繊維によって形成されている繊維質フィルタである。また、圧力損失を小さくするために、フィルタ６３としては充填率が小さいフィルタ（例えば充填率０．０１４（１．４％）程度）が採用されている。また、各電極６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂとフィルタ６３との間には空間層７０が設けられている。この空間層７０の詳細については後述する。なお、フィルタ６３は、必ずしも、電極の上流端から下流端までの電極間の全領域に設けられる必要はない。

また、ケース６４における電極６１，６２及びフィルタ６３が配置されている部分よりも下流側の下方にはドレイン通路６６が接続されている。該ドレイン通路６６は、内燃機関１のシリンダヘッド内と連通している。フィルタ６３によって捕集されることで回収されたオイルが該ドレイン通路６６を通して内燃機関１内に戻される。なお、回収されたオイルがドレイン通路６６に流れ込み易くなるように、内燃機関１のシリンダヘッド内において、ケース６４のガス入口６４ａよりもガス出口６４ｂが下方に位置するようにオイル除去装置６を傾斜させて設置してもよい。また、ケース６４の下方壁面を、ケース６４のガス入口６４ａ側よりもガス出口６４ｂ側が下方に位置する傾斜面となるように形成してもよい。また、ケース６４の下方壁面に、回収されたオイルをドレイン通路６６に導くためのガイド通路を設けてもよい。また、フィルタ６３に捕集されたオイルが該フィルタ６３内を通ってケース６４の下方壁面まで到達できるようにするために、各電極を格子状の格子電極としてもよい。

各電極６１，６２は、該電極６１，６２に電圧を印加するための電源６５に電気的に接続されている。電源６５はＥＣＵ１０に電気的に接続されている。ＥＣＵ１０によって各電極６１，６２への電圧の印加が制御される。

なお、本実施例に係るオイル除去装置では、第一および第二電極６１，６２の二組の電極を有する構成を採用した。しかしながら、本発明に係るオイル除去装置の電極の構成はこれに限定されるものではなく、電極が一組の構成、または、電極が三組以上の構成を採用することもできる。

［オイル粒子捕集のメカニズム］
ここで、本実施例に係るオイル除去装置においてブローバイガスに含まれるオイル粒子が捕集されるメカニズムについて説明する。オイル除去装置６では、上記のようにフィルタ６３の充填率が小さいため、電極６１，６２に電圧が印加されていない状態では、ブローバイガスに含まれるオイル粒子は該フィルタ６３にほとんど捕集されない。しかしながら、電極６１，６２に電圧が印加されると、オイル粒子に対して誘電分極力やクーロン力が作用することで、フィルタ６３にオイル粒子が捕集される。

図３は、オイル除去装置でのオイル粒子の捕集率を示す図である。図３における実線は、本実施例のように絶縁体で形成され且つ充填率が小さいフィルタが正極と負極との間に設けられている構成のオイル除去装置において電極に電圧を印加した場合のオイル粒子の捕集率を示している。また、図３における破線は、正極と負極との間にフィルタが設けられていない構成のオイル除去装置において電極に電圧を印加した場合のオイル粒子の捕集率を示している。図３における実線および破線は、両者のオイル除去装置の電極に同一の所定電圧を印加した場合の捕集率を示している。なお、図３において、縦軸はオイル除去装置でのオイル粒子の捕集率を表しており、横軸はオイル粒子の粒径を表している。また、図３に示すオイル粒子の捕集率の数値は、正極と負極との距離を特定の距離とし、尚且
つ、フィルタありの場合（実線）はフィルタの充填率を特定の充填率とした場合の数値を示している。つまり、図３に示すオイル粒子の捕集率の数値自体はあくまで一例であり、その数値は正極と負極との距離に応じて変化する。

図３における破線に示すように、正極と負極との間にフィルタが設けられていない構成であっても、電極に所定電圧を印加した場合、オイル粒子の粒径に関わらず、５０％以上のオイル粒子の捕集率が得られている。つまり、正極と負極との間にフィルタが設けられていない構成であっても、ブローバイガスに含まれるオイル粒子の一部は電極に捕集される。これは、内燃機関の各作動部においてオイルがミスト化する際にオイル粒子の多くが帯電するために、ブローバイガスに含まれるオイル粒子の多くが帯電しており、オイル除去装置において電極に電圧が印加されると帯電しているオイル粒子に対してクーロン力が作用するためである。

また、図３における実線に示すように、正極と負極との間にフィルタが設けられている構成の場合、正極と負極との間にフィルタが設けられていない構成の場合よりもオイル除去装置におけるオイル粒子の捕集率は向上し、９０％前後の捕集率が得られている。これは、電極に電圧が印加されると、絶縁体（誘電体）で形成されたフィルタにおいて誘電分極が生じ、その結果、ブローバイガスに含まれるオイル粒子に対してクーロン力に加えて誘電分極力が作用することで該オイル粒子がフィルタに捕集されるためである。クーロン力は、帯電しているオイル粒子にのみ作用するが、誘電分極力は無帯電のオイル粒子とフィルタとの間にも作用する。したがって、帯電しているオイル粒子のみならず無帯電のオイル粒子もフィルタに捕集される。また、クーロン力に加えて誘電分極力が作用することで、無帯電のオイル粒子に作用する力も大きくなる。そのため、電極に電圧が印加されていない状態ではオイル粒子をほとんど捕集しないような充填率のフィルタであっても、正極と負極との間にフィルタが設けられている構成では、正極と負極との間にフィルタが設けられていない構成よりもオイル除去装置におけるオイル粒子の捕集率は高くなる。

［凝縮水対策］
ブローバイガスには水分が含まれている。そのため、オイル除去装置６内において、ブローバイガス中の水分が凝縮することで凝縮水が生成される場合がある。そして、凝縮水がフィルタ６３内に拡がることで、フィルタ６３を挟んで対向するように設けられた電極の正極と負極とが該凝縮水によって導通すると、消費電力の増加を招くことになる。そこで、オイル除去装置６においては、凝縮水による電極間の導通を抑制するために空間層７０が設けられている。空間層７０は、各電極６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂとフィルタ６３との間に位置し、ブローバイガスが流れる空間によって形成されている。つまり、電極６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂにおけるフィルタ６３と対向する面、および、フィルタ６３における電極６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂにおけるフィルタ６３と対向する面が空間層７０と接している。

空間層７０自体は絶縁層として機能する。また、空間層７０が設けられることで、フィルタ６３内において凝縮水が拡がったとしても、該凝縮水の拡がりが電極までは達しないことになる。また、空間層７０は、所定の厚さを有し、重力方向においてフィルタ６３と電極とに挟み込まれていることから、該空間層７０においては、水滴となった凝縮水が重力方向の上方から下方に落下する場合がある。つまり、フィルタ６３において形成された凝縮水の水滴が、空間層７０を通って、該フィルタ６３に対して重力方向の下方に位置する電極に落下する場合がある。また、電極の表面において形成された凝縮水の水滴が、空間層７０を通って、該電極に対して重力方向の下方に位置するフィルタ６３に落下する場合もある。しかしながら、これらの場合においても、凝縮水の水滴が空間層７０中に留まることはない。つまり、凝縮水の水滴は空間層７０を通過するが、該空間層７０は所定の厚さを有するため、該凝縮水の水滴がフィルタ６３の表面と電極の表面との両方には接し
ないようになっている。

上記構成によれば、フィルタ６３内において凝縮水が拡がったとしても、該フィルタ６３を挟んで互いに対向する電極の正極から負極まで凝縮水が繋がることが空間層７０によって阻害されることになる。したがって、凝縮水によって電極間が導通することを、空間層７０を設けることで抑制することができる。

［変形例１］
なお、図２に示す構成においては、フィルタ６３と正極との間およびフィルタ６３と負極との間の両方に空間層７０が設けられている。ただし、オイル除去装置６の構成として、フィルタ６３と正極との間またはフィルタ６３と負極との間のいずれか一方にのみ空間層７０を設ける構成を採用してもよい。この場合でも、フィルタ６３を挟んで互いに対向する電極の正極から負極まで凝縮水が繋がることが空間層７０によって阻害される。

［変形例２］
また、オイル除去装置６の構成として、図４に示すように、電極の正極と負極との間に配置されたフィルタ６３中に空間層７０を設ける構成を採用してもよい。この場合、フィルタ６３が、空間層７０を挟んで正極側と負極側とに分割されることになる。以下、空間層７０を挟んで分割されたフィルタ６３のうち、重力方向の上方に位置するフィルタを上方フィルタ６３ａと称し、重力方向の下方に位置するフィルタを下方フィルタ６３ｂと称する。

空間層７０を上方フィルタ６３ａと下方フィルタ６３ｂとの間に設けた場合、上方フィルタ６３ａ内と下方フィルタ６３ｂ内とのそれぞれにおいて凝縮水が拡がったとしても、一方のフィルタ内における凝縮水の拡がりは他方のフィルタまでは達しないことになる。また、上方フィルタ６３ａにおいて形成された凝縮水の水滴が空間層７０を通って下方フィルタ６３ｂに落下する場合があるが、この場合も、空間層７０中に凝縮水が留まることはない。つまり、凝縮水の水滴は空間層７０を通過するが、該空間層７０は所定の厚さを有するため、該凝縮水の水滴が上方フィルタ６３ａの表面と下方フィルタ６３ｂの表面との両方には接しないようになっている。したがって、空間層７０をフィルタ６３中に設けた構成の場合においても、フィルタ６３を挟んで互いに対向する電極の正極から負極まで凝縮水が繋がることが空間層７０によって阻害されることになる。

［変形例３］
また、フィルタ６３と、該フィルタ６３に対して重力方向の下方に位置する電極（以下、下方電極と称する）６１ｂ，６２ａ，６２ｂとの間に空間層７０を設けた場合、下方電極６１ｂ，６２ａ，６２ｂにおける空間層７０と接する面に親水処理を施してもよい。親水処理としては、官能基としてシラノール基を有する物質により電極の表面をコーティングする処理を例示することができる。

図５は、下方電極上の凝縮水の様子を示すイメージ図である。図５（ａ）は下方電極の表面に親水処理が施されていない場合の凝縮水の様子を示しており、図５（ｂ）は下方電極の空間層と接する面に親水処理が施されている場合の凝縮水の様子を示している。上述したように、下方電極６１ｂ，６２ａ，６２ｂには、フィルタ６３において形成された凝縮水の水滴が空間層７０を通って落下する場合がある。このとき、下方電極６１ｂ，６２ａ，６２ｂの表面に親水処理が施されていないと、図５（ａ）に示すように、該下方電極６１ｂ，６２ａ，６２ｂ上に落下した凝縮水の水滴が、該下方電極６１ｂ，６２ａ，６２ｂ上においても水滴状に維持され易い。下方電極６１ｂ，６２ａ，６２ｂ上の凝縮水の水滴がフィルタ６３に接すると、該下方電極６１ｂ，６２ａ，６２ｂから、該下方電極６１ｂ，６２ａ，６２ｂとフィルタ６３を挟んで互いに対向する電極（すなわち、下方電極と
極性が逆の電極）まで凝縮水が繋がる虞がある。そのため、凝縮水による電極間の導通を抑制するためには、下方電極６１ｂ，６２ａ，６２ｂ上に存在する凝縮水の水滴の高さよりも空間層７０の厚さｄｓを大きくする必要がある。ただし、空間層７０の厚さｄｓを大きくするほど、電極間におけるフィルタ６３のブローバイガスの流れ方向に対して垂直な方向の断面積が小さくなる。その結果、オイル除去装置６におけるオイル粒子の捕集率が低下することになる。

一方で、下方電極６１ｂ，６２ａ，６２ｂの空間層７０と接する面に親水処理が施されている場合、図５（ｂ）に示すように、該下方電極６１ｂ，６２ａ，６２ｂ上に落下した凝縮水の水滴が、該下方電極６１ｂ，６２ａ，６２ｂ上において水滴状に維持され難くなり、該下方電極６１ｂ，６２ａ，６２ｂの表面上に薄く拡がり易くなる。そうなると、空間層７０の厚さｄｓをより小さくしても、下方電極６１ｂ，６２ａ，６２ｂ上の凝縮水がフィルタ６３には接し難くなる。したがって、空間層７０の厚さｄｓをより小さくしても、凝縮水による電極間の導通を抑制することが可能となる。そして、空間層７０の厚さｄｓをより小さくすることで、オイル除去装置６におけるオイル粒子の捕集率の低下を抑制することができる。

［変形例４］
また、フィルタ６３を形成する繊維の表面に撥水処理を施してもよい。撥水処理としては、官能基として、飽和フルオロアルキル基、アルキルシリル基、フルオロシリル基、または長鎖アルキル基を有する物質によって繊維の表面をコーティングする処理を例示することができる。この場合、フィルタ６３を形成する繊維の表面において凝縮水が水滴となり易くなり、該繊維に凝縮水が浸み込み難くなる。そのため、フィルタ６３内において凝縮水が拡がり難くなる。また、水滴となった凝縮水は重力方向の下方に落下し易い。そのため、凝縮水がフィルタ６３内に留まり難くなる。したがって、フィルタ６３を形成する繊維の表面に撥水処理を施すことで、凝縮水によって電極間が導通することをより抑制することができる。

＜実施例２＞
本実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の構成は実施例１と同様である。本実施例に係るオイル除去装置においては、凝縮水による電極間の導通を抑制するための構成が実施例１と異なっている。図６は、本実施例に係るオイル除去装置の概略構成を示す図である。なお、図６における上下は、オイル除去装置６が車両に搭載された際の重力方向の上下である。また、図６において、白抜き矢印はブローバイガスの流れを表している。

本実施例に係るオイル除去装置においては、実施例１に係るオイル除去装置の空間層７０に代えて、遮水板８０が設けられている。遮水板８０は、ブローバイガスの流れ方向に延びる平板状の形状を有している。遮水板８０は、第一電極６１の正極６１ａと第二電極６２の負極６２ｂとの間、第二電極６２の負極６２ｂと正極６２ａとの間、および、第二電極６２の正極６２ａと第一電極６１の負極６１ｂとの間のそれぞれに設けられたフィルタ６３中に挟み込まれている。つまり、フィルタ６３が、遮水板８０を挟んで正極側と負極側とに分割された構成となっている。以下、遮水板８０を挟んで分割されたフィルタ６３のうち、重力方向の上方に位置するフィルタを上方フィルタ６３ｃと称し、重力方向の下方に位置するフィルタを下方フィルタ６３ｄと称する。

また、遮水板８０は、絶縁体によって形成されており、尚且つ、フィルタ６３よりも透水性が低い構造を有している。つまり、遮水板８０は、フィルタ６３よりも密度が高く、水が浸み込み難い構造となっている。遮水板８０の材質としてはガラスエポキシ樹脂を例示することができる。また、板状の絶縁材の表面に超撥水処理を施したものを遮水板として使用することもできる。

上記構成の場合、遮水板８０には凝縮水が侵入し難い。そのため、上方フィルタ６３ｃ内と下方フィルタ６３ｄ内とのそれぞれにおいて凝縮水が拡がったとしても、一方のフィルタ内における凝縮水の拡がりは他方のフィルタまでは達しないことになる。つまり、フィルタ６３を挟んで互いに対向する電極の正極から負極まで凝縮水が繋がることが遮水板８０によって阻害されることになる。そのため、凝縮水によって電極間が導通することを抑制することができる。

また、上記構成の場合、電極６１，６２に電圧が印加されると、遮水板８０においても誘電分極が生じる。そして、その結果として生じた誘電分極力がオイル粒子に作用することになる。そのため、凝縮水による電極間の導通を抑制するために遮水板８０を設けた場合、実施例１に係る構成のように空間層７０を設ける場合に比べて、オイル除去装置６によるオイル粒子の捕集率の低下を招き難い。

[変形例１]
なお、オイル除去装置６において、凝縮水による電極間の導通を抑制するために遮水板８０を設ける場合、実施例１に係る構成のように空間層７０を設ける場合とは異なり、必ずしも、オイル除去装置６が車両に搭載された際に電極の正極と負極とが重力方向に並んで配置される必要はない。つまり、オイル除去装置６の構成として、図７に示すように、オイル除去装置６が車両に搭載された際に電極６１，６２の正極６１ａ，６２ａと負極６２ａ，６２ｂとが水平方向に並ぶように配置される構成を採用してもよい（図７における上下は、オイル除去装置６が車両に搭載された際の重力方向の上下である。）。この場合、各遮水板８０も水平方向に並んで配置されるような構成となる。

［変形例２］
また、遮水板８０は、必ずしも、フィルタ６３中に挟み込まれていなくともよい。つまり、オイル除去装置６の構成として、フィルタ６３と正極との間またはフィルタ６３と負極との間のいずれか一方または両方に遮水板８０を挟み込んだ構成を採用してもよい。このような構成の場合、フィルタ６３内において凝縮水が拡がったとしても、該凝縮水の拡がりが電極までは達しないことになる。つまり、フィルタ６３を挟んで互いに対向する電極の正極から負極まで凝縮水が繋がることが遮水板８０によって阻害される。

［変形例３］
また、オイル除去装置６の構成として、図８に示すように、遮水板８０に代えて、電極の表面を遮水用のコート層８１で覆った構成を採用してもよい。この場合、各電極におけるフィルタ６３と接する面を、遮水板８０を形成する材料と同様に透水性が低い絶縁材によってコーティングする。コーティング材としては、フッ素樹脂を例示することができる。これにより、電極とフィルタ６３との間に遮水板８０を挟み込んだ場合と同様の効果を得ることができる。なお、当該構成においても、必ずしも、フィルタ６３を挟んで互いに対向する正極と負極との両方にコート層８１を設ける必要はなく、いずれか一方にのみコート層８１を設けてもよい。

１・・・内燃機関
５・・・ブローバイガス通路
６・・・オイル捕集装置
６１，６２・・電極
６１ａ，６２ａ・・正極
６１ｂ、６２ｂ・・負極
６３・・フィルタ
６３ａ，６３ｃ・・上方フィルタ
６３ｂ，６３ｄ・・下方フィルタ
６４・・ケース
６５・・電源
６６・・ドレイン通路
７０・・空間層
８０・・遮水板
８１・・コート層
１０・・ＥＣＵ

Claims

内燃機関のブローバイガス通路を流れるブローバイガスに含まれるオイル粒子を除去するオイル除去装置であって、
ブローバイガスの流れ方向に延びる正極と負極とを有する電極と、
前記電極へ電圧を印加する電圧印加部と、
前記電極の正極と負極との間に配置され、前記電圧印加部によって前記電極へ電圧が印加されると誘電分極が生じるフィルタであって、前記オイル粒子を捕集するフィルタと、
前記電極の正極若しくは負極の少なくともいずれか一方と前記フィルタとの間、又は、前記フィルタ中に挟み込まれており、ブローバイガスの流れ方向に延びる層であって、絶縁性を有するとともに、ブローバイガス中の水分が凝縮することで生成される凝縮水が前記電極の正極から負極まで繋がることを阻害する絶縁層と、を備え、
車両に搭載された際に、前記電極の正極と負極とが重力方向に並んで配置され、
前記フィルタが前記電極の正極側と負極側とに分割されており、
前記絶縁層が、正極側のフィルタと負極側のフィルタとの間に位置し、ブローバイガスが流れる空間よって形成される空間層であるオイル除去装置。
前記フィルタが繊維質フィルタであり、
前記繊維質フィルタを形成する繊維の表面に撥水処理が施されている請求項１に記載のオイル除去装置。
前記空間層が、前記電極の正極又は負極のうち、車両に搭載された際に前記フィルタに対して重力方向の下方に位置する電極である下方電極と、前記フィルタとの間に形成されており、
前記下方電極における前記空間層と接する面に親水処理が施されている請求項１または２に記載のオイル除去装置。
内燃機関のブローバイガス通路を流れるブローバイガスに含まれるオイル粒子を除去するオイル除去装置であって、
ブローバイガスの流れ方向に延びる正極と負極とを有する電極と、
前記電極へ電圧を印加する電圧印加部と、
前記電極の正極と負極との間に配置され、前記電圧印加部によって前記電極へ電圧が印
加されると誘電分極が生じるフィルタであって、前記オイル粒子を捕集するフィルタと、
前記電極の正極若しくは負極の少なくともいずれか一方と前記フィルタとの間、又は、前記フィルタ中に挟み込まれており、ブローバイガスの流れ方向に延びる層であって、絶縁性を有するとともに、ブローバイガス中の水分が凝縮することで生成される凝縮水が前記電極の正極から負極まで繋がることを阻害する絶縁層と、を備え、
前記絶縁層が、絶縁体によって形成され、前記フィルタよりも透水性が低い遮水層であるオイル除去装置。
前記遮水層が、ブローバイガスの流れ方向に延びる平板上の遮水板によって形成される請求項４に記載のオイル除去装置。
前記遮水層が、前記電極の表面を覆うコート層である請求項４に記載のオイル除去装置。